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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。
) b( Y6 v5 N2 X) X$ B) F4 D举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?
5 w7 B/ F7 E. q1 R$ `这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的2 l% H. c( y5 m. w# K- a
3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率
7 V8 F7 J6 _* v9 {5 C* O* Q3 `$ U0 1 0
3 h. t, C1 j( u# P4 M8 l, L( m0 0 1 =A( V% e+ k- v$ M1 h1 @
1 0 0' N. _0 ^$ q# a5 C4 [; E
A矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。
B% S: |0 W- Y# z- n- f' k+ n
* b/ ]6 D9 [! X0 `. v现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:4 @: O) N, s, U e9 s
1)利用随机数生成初始分子状态坐标
* O' @1 c; \! g2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标
! n& ~$ p! J+ a8 p$ F9 O* a3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说)- H# x% q5 S0 s7 `/ O }. y
4)重复以上过程,直到总能量基本不变' I: C& [# O; F5 u% R9 _6 w
. ~' [) ?: e! N- U" X
MC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。$ v& P' u7 Q( g2 J' Z) [6 A
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